История внедрения и создания единой комплексной системы безопасности (ЕКС).

Одной из важнейших вех во внедрении передовых микропроцессорных технологий в аппаратуре бортовой железнодорожной автоматики явилась разработка с конца 80-х и массовое внедрение на сети железных дорог России с 90-х годов комплексных локомотивных устройств безопасности КЛУБ различных модификаций, ныне широко эксплуатирующихся на локомотивах, мотор-вагонном и самоходном подвижном составе.

К середине 80-х годов прошлого века сложилась непростая ситуация с бортовыми приборами безопасности. Она характеризовалась большой номенклатурой различных приборов, созданных на устаревшей элементной базе, плохо стыкующихся между собой и зачастую дублирующих функции друг друга, что вызывало дополнительные трудности для машинистов.

До 1993г. обеспечение безопасности движения поездов бази­­ро­ва­лось на совместном использовании систем автоблоки­ров­ки и автоматической локомотивной сигнализации непрерыв­ного типа (АЛCH). Однако низкая информативность системы АЛCH (возможность передачи на локомотив только 3-4 команд) и ограниченность функциональных возможностей локомотивного дешифратора команд АЛСН привели к необходи­мости использования на борту локомотива, кроме дешифратора команд АЛСН, дополнительных устройств обеспе­че­ния безопас­ности, таких как устройство дополни­тельного контроля бдительности машиниста (регистратор 3СЛ2М, устройст­во контроля торможения «Дозор» (Л132), устройство контроля бдительности машиниста УКБМ (Л77, Л159, Л116) и др.

В 1994г. для замены локомотивного дешифратора команд АЛСН и перечисленных выше дополнительных устройств обеспечения безопасности во ВНИИАС МПС России было создано комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ). В 1999г. было завершено создание и проведены приемоч­ные испытания унифицированного комплексного локо­мо­тивного устройства безопасности (КЛУБ-У), которое является усовершенствованным вариантом КЛУБ по числу и качеству выполняемых функций.

Основным бортовым прибором безопасности была аппаратура автоматической локомотивной сигнализации АЛСН, выполненная на релейной элементной базе. В дополнение к ней применялись приборы УКБМ (устройство контроля бдительности машиниста), различные варианты устройств против самопроизвольного ухода поезда, прибор «Дозор» для контроля движения к светофору с запрещающим сигналом.

Ситуация усугублялась ещё и тем, что нарастающие центробежные тенденции на территории Советского Союза привели к сокращению поставок в Россию аппаратуры АЛСН, т.к. производство было сосредоточено на Украине.

К тому же, в связи с необходимостью развития высокоскоростного движения стало ясно, что возможности канала АЛСН и соответствующих бортовых устройств не позволяют решить данную задачу.

Все эти факторы и привели к тому, что в КБ ЦШ МПС, предтече нынешнего ВНИИАС, под руководством Е.Н. Розенберга и В.И. Зорина в 1988 году началась разработка устройства нового поколения на современной микропроцессорной элементной базе, призванного объединить в себе функции основного и ряда дополнительных приборов безопасности, а также расширить функциональные возможности.

Важным функциональным новшеством новой системы стала возможность обработки данных из непрерывного рельсового канала связи, использующего фазоразностную модуляцию АЛСЕН, позволяющим существенно расширить информационные возможности бортового оборудования АЛС. Применение канала АЛСЕН обеспечило возможность уже в относительно недавнее время организовывать высокоскоростное движение на трассе Санкт-Петербург - Москва с соблюдением всех требований безопасности.

Задача осложнялась серьезными трудностями, связанными с применением современной элементной базы, использовавшейся преимущественно в оборонной промышленности страны. Кроме того, на тот момент отсутствовала отраслевая нормативная документация по применению микропроцессорных систем безопасности.

Тем не менее, с самого начала разработчиками была поставлена перед собой задача по созданию системы, отвечающей всем самым передовым мировым достижениям, как с точки зрения элементной базы, так и сточки зрения соблюдения стандартов по безопасности.

Надо отметить ту большую и во многом решающую роль, особенно в непростые годы перехода к рыночной экономике, которую сыграл при разработке и продвижении системы, получившей название КЛУБ, Департамент локомотивного хозяйства МПС СССР, а затем России. Нельзя не упомянуть тогдашнего руководителя технического отдела ЦТ Г.В. Севанькаева, много сделавшего для того, чтобы система состоялась. Серьезным подспорьем оказались начавшиеся в рамках перехода к рыночной экономике процессы конверсии оборонной промышленности, позволившие с одной стороны привлечь квалифицированных специалистов, а с другой заключить стратегические отношения с Ижевским радиозаводом, начиная с 1993 года выпускающим аппаратуру КЛУБ и другие устройства железнодорожной автоматики с неизменно высоким качеством, на уровне мировых стандартов.

И все же главную роль в создании и запуске в серийное производство системы КЛУБ сыграли специалисты КБ ЦШ, а впоследствии отделения А и АЛС ВНИИАС – Е.Н.Розенберг, В.И.Зорин, С.В. Маршов, И.М. Кравец, Е.Е.Шухина, Г.К. Кисельгоф, К.Э.Блачев, В.П. Батраев и многие другие.

Начиная с 1994 года, аппаратура КЛУБ серийно выпускается Ижевским радиозаводом и эксплуатируется на сети железных дорог России от Владивостока до Калининграда.

Система КЛУБ стала первым шагом к созданию универсальной бортовой системы безопасности. В то же время эксплуатация КЛУБ совместно с другими бортовыми устройствами, такими как САУТ, ТСКБМ, КПД, выявила необходимость дальнейшей интеграции технических решений по объединению функций различных бортовых устройств железнодорожной автоматики. В 1997 году началась разработка системы КЛУБ-У, которая стала гигантским шагом вперед в указанном направлении.

Важнейшей отличительной особенностью КЛУБ-У стало применение спутниковой навигации для позиционирования локомотива по железнодорожной координате. В отличие от методов, применявшихся ранее, местоположение определяется ежесекундно, что исключает накопление какой-либо погрешности. Наличие в памяти устройства электронной карты с заложенными в нее координатами светофоров и других мест ограничения скорости позволяет осуществлять прицельное торможение с заданной точностью.

В КЛУБ-У была реализована функция регистрации параметров движения на съемный электронный носитель с последующей автоматизированной расшифровкой результатов поездки. Это позволило отказаться от отдельного регистратора параметров движения, тем самым экономя финансовые ресурсы и место в кабине, а также устранить многие недоразумения, которые возникали ранее при регистрации параметров, влияющих на безопасность движения, автономным устройством.

Ещё одним принципиальным новшеством, реализованном в КЛУБ-У, стала функция приема и передачи данных по радиоканалу, что отвечает требованиям времени и является стратегически наиболее перспективным с точки зрения развития и совершенствования систем интервального регулирования. Применение радиоканала в перспективе позволит в ряде случаев отказаться от дорогостоящих систем автоблокировки, а в других случаях реализовать дублирующие функции по безопасности, исключая, вчастности, несанкционированный дежурным по станции проезд запрещающего сигнала светофора независимо от действий машиниста.

Применение новейших технических решений при организации обмена данными между модулями КЛУБ-У, а также при взаимодействии с другими бортовыми системами позволяет гибко осуществлять реконфигурацию системы и существенно упрощает интеграцию отдельных систем в единый комплекс. Локомотивный индикатор КЛУБ-У отображает не только собственную информацию, но и данные системы САУТ-ЦМ, позволяет осуществить ввод оперативных параметров для работы САУТ-ЦМ. В рамках создания единой комплексной системы ЕКС успешно осуществляется интеллектуальное взаимодействие с САУТ-ЦМ, а также с системой автоведения УСАВПЭ и системой контроля уровня бодрствования машиниста ТСКБМ.

Разработка и внедрение системы КЛУБ-У на сети железных дорог России ведется под руководством заведующего отделением А и АЛС В.И. Зорина в отделе локомотивных устройств и систем интервального регулирования возглавляемом Е.Е. Шухиной. Большой вклад в создание системы внесли специалисты отделения: С.Г.Константинов, А.Ю.Елагин, И.М.Кравец, С.В.Маршов, А.В.Сапонов, Г.К.Кисельгоф, Т.В.Абрамова, С.В.Киселева, И.И.Алабушев, И.П.Батраева, К.Э.Блачев, В.П.Батраев, В.Н.Филатова, А.Б.Патрин, И.Н.Гринфельд, В.Е.Чертков, А.А.Пронин, С.В.Чернов, Д.В.Талалаев и другие.

Распространение системы КЛУБ-У не замыкается в границах Российской Федерации. В настоящее время локомотивы, оборудованные КЛУБ-У, эксплуатируются на железных дорогах Белоруссии, Казахстана, Узбекистана. На подходе начало эксплуатации КЛУБ-У в странах Прибалтики. Готовится к реализации широкомасштабный проект в Иране, где КЛУБ-У является важнейшим элементом создаваемой системы интервального регулирования.

На базе локомотивных систем КЛУБ и КЛУБ-У разработаны их модификации КЛУБ-П и КЛУБ-УП, которыми в кратчайшие сроки в 1999-2001 годах оснащен практически весь парк самоходного подвижного состава железных дорог России.

Ведутся активные работы по применению КЛУБ-У при организации высокоскоростного движения в России и по международным транспортным коридорам, в частности на участке Санкт-Петербург - Хельсинки.

На сегодняшний день аппаратурой КЛУБ оборудовано около 1500 локомотивов и МВПС, аппаратурой КЛУБ-У – около 3000 локомотивов и МВПС, аппаратурой КЛУБ-П около 5000 единиц ССПС и аппаратурой КЛУБ-УП более 3000 единиц ССПС.

При создании систем КЛУБ удалось не только не растерять накопленный потенциал в области создания систем железнодорожной безопасности, но и преумножить его, несмотря на трудные времена, создав бортовые системы безопасности ни в чем не уступающие лучшим мировым образцам, а по ряду позиций задающие тон в научно-техническом прогрессе как в России, так и на международном уровне.

КЛУБ-У с 2002 г. используется как основное бортовое устройство обеспечения безопасности движения поездов на сети Российских железных дорог (РЖД). Оно входит также в единую комплексную систему (ЕКС) управления и обеспечения безопас­ности движения поездов. Аппаратурой этой системы в настоящее время начинает оснащаться локомотивный парк РЖД. В состав ЕКС, кроме КЛУБ-У, входит также унифицированная система автоведения поездов (УСАВП), система автоматического управ­ле­ния торможением (САУТ-ЦМ/485) и телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ).

УСАВП осуществляет энергооптимальное управление движе­нием поезда в соответствии с заданным графиком или расписанием. САУТ-ЦМ/485 обеспечивает прицельное служеб­ное торможение поездов (с учетом эффективности их тормозных средств) у светофоров с запрещающим показа­нием. ТСКБМ производит непрерывный контроль уровня бодрствования маши­ниста по электрическому сопротивлению кожи. Сигналы от дат­чи­ков, размещаемых в браслете, который одевается на запястье руки машиниста, поступают с помощью микропередатчика в блок обработки и индикации.

Отличительными особенностями КЛУБ-У являются: модуль­ная архитектура, реализованная в виде открытой локальной сети, позволяющей бесконфликтно производить реконфигурацию устройства (увеличивать или уменьшать количество модулей и соответственно выполняемых функций); использование дополни­тельного канала цифровой радиосвязи для обмена информацией со стационарными устройствами управления и интервального регулирования; применение аппаратуры спутниковой навига­ционной системы (СНС) в качестве дополнительного средства для определения точного астрономического времени и коорди­наты поезда; использование регистратора с кассетой регистрации (КР) для непрерывной записи параметров локомотивного обору­дования и аппаратуры КЛУБ-У во время движения поезда по заданному маршруту. Локальная сеть КЛУБ-У позволяет также обеспечить взаимодействие КЛУБ-У с УСАВП, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ и другими внешними устройствами. Аппаратура КЛУБ-У соответствует требованиям функциональной безопасности и сертифицирована в России.

Для оперативной расшифровки и анализа регистрируемой КЛУБ-У на КР информации применяется стационарное устройст­во дешифрации (СУД), а для обеспечения надежности функцио­ни­рования КЛУБ-У используется комплекс средств его предрей­со­вого контроля.

СУД предназначено для автоматизированного выявления нарушений в выполнении режимов движения локомотивов (подвижных единиц), а также предаварийных и аварийных ситуаций во время поездки и их причин, создания отчетных документов и архивов о поездках составов (подвижных единиц) по заданным маршрутам.

КЛУБ-У позволяет устранить основные причины столкно­ве­ний подвижного состава за счет выполнения заданных функций по обеспечению безопасности движения поездов. При исполь­зо­ва­нии КЛУБ-У существенно снижается уровень риска от при­чи­нения ущерба пассажирам, обслуживающему персоналу, пере­во­зимым грузам и подвижному составу вследствие значитель­ного уменьшения числа случаев превышения скорости, само­произ­вольного ухода поездов и потери бдительности маши­нистов.

Применение КЛУБ-У позволяет:

Повысить уровень эффективности эксплуатационной работы на участках железных дорог за счет:

− повышения участковой скорости и снижения потерь поездо­часов;

получения дополнительной информации о местоположении поездов и их скорости;

формирования дополнительной информации, передаваемой машинисту (о числе свободных блок-участков на впереди лежащем пути и др.);

оперативной передачи информации об ограничениях скоростей движения;

Повысить безопасность движения поездов.

Обеспечить регистрацию информации о режимах движения поезда, действиях машиниста и исправности локомотивных технических средств.

Экономия эксплуатационных расходов при использовании КЛУБ-У обеспечивается за счет:

− повышения эффективности эксплуатационной работы на участ­ках железных дорог путем снижения интенсивности отказов бортовой аппаратуры, повышения участковых скоростей и снижения потерь поездочасов, сокращения эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание технических средств КЛУБ-У;

− сокращения убытков железных дорог вследствие повышения уровня безопасности движения поездов.